Результат интеллектуальной деятельности: ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ПРЯМОЗУБАЯ ПЕРЕДАЧА С ПОЛУЭВОЛЬВЕНТНЫМИ ПРОФИЛЯМИ ЗУБЬЕВ

Устройство относится к области механики и предназначено для использования в машинных агрегатах различного назначения в качестве передаточного механизма.

Известна цилиндрическая эвольвентная прямозубая передача, содержащая цилиндрические прямозубые шестерню и зубчатое колесо, введенные в зацепление, профили зубьев которых очерчены эвольвентами окружностей. Г.Б.Иосилевич. Детали машин. - М.: «Машиностроение», 1988, с.160-163.

Основным недостатком этой передачи является то, что нагрузочная способность ее ограничена относительно невысокой контактной прочностью, зависящей от кривизны сопряженных профилей, а следовательно, от делительных радиусов и профильного угла исходного контура. Поэтому увеличение ее нагрузочной способности достигается за счет увеличения размеров колес, а значит, и габаритов установки в целом. Кроме того, стремление уменьшить число зубьев колес ограничивается опасностью подрезания ножек зубьев, а при применении корригирования - опасностью заострения зубьев.

Прототипом является часовое зацепление, содержащее цилиндрические прямозубые шестерню и зубчатое колесо, введенные в зацепление, профили ножек зубьев которых очерчены радиальными прямыми, а профили головок зубьев - эпициклоидами или дугами окружностей (разновидность циклоидального). Под редакцией Ф.Л.Литвина. Справочник конструктора точного машиностроения. - М.-Л.: «Машиностроение», 1964, с.788-789.

Основным недостатком этой передачи является непостоянство передаточного отношения, высокая чувствительность к погрешностям межосевого расстояния, низкая технологичность (режущие кромки червячных фрез имеют сложный криволинейный профиль), пониженная нагрузочная способность, большое значение минимального числа зубьев, определяемое опасностью подрезания ножек зубьев.

Задачей данного изобретения является повышение нагрузочной способности передачи, обеспечение возможности уменьшения числа зубьев шестерни до шести без опасности подрезания ножек или заострения головок зубьев, обеспечение постоянства передаточного отношения, а также высокой технологичности, снижение чувствительности к погрешностям межосевого расстояния.

Задача достигается за счет того, что цилиндрическая передача содержит прямозубые шестерню и зубчатое колесо, введенные в зацепление, причем профили ножек зубьев и шестерни и колеса очерчены радиальными прямыми, а профили головок зубьев - эвольвентами окружностей, являющихся одновременно основными и делительными.

На фиг.1 изображено торцевое сечение цилиндрической прямозубой передачи с полуэвольвентными профилями зубьев. Механизм состоит из прямозубых шестерни 7 и колеса 2, расположенных на стойке 3, образующих вращательные кинематические пары 5-го класса. Зубья прямозубых шестерни 7 и колеса 2 имеют комбинированный профиль, состоящий из ножек 4, описанных радиальными прямыми, и головок 5, описанных эвольвентой окружности. Причем нарезание эвольвентных профилей на головках зубьев осуществляется производящей рейкой с углом профиля зуба, равным нулю, вследствие чего основные окружности совпадают с делительными. Ножки зубьев предварительно нарезаются дисковыми фрезами, что исключает их подрезание, а отсутствие необходимости осуществлять положительное смещение инструмента исключает заострение зубьев. Это позволяет снизить минимальное число зубьев прямозубой шестерни до шести, повысить нагрузочную способность, снизить чувствительность к погрешностям межосевого расстояния, обеспечить постоянство передаточного отношения.

Цилиндрическая прямозубая передача с полуэвольвентными профилями зубьев работает следующим образом. При передаче крутящего момента активные профили сопряженных зубьев прямозубых шестерни 7 и колеса 2 взаимодействуют таким образом, что точки, лежащие на эвольвенте головки 5 зуба прямозубой шестерни, взаимодействуют с точками, лежащими на радиальной прямой ножки 4 зуба колеса, и наоборот. А поскольку приведенный радиус кривизны в контакте эвольвенты с прямой очевидно больше, чем в ее контакте с любой кривой, нагрузочная способность передачи по контактной прочности повышается. При взаимодействии эвольвенты с прямой, являющейся частным случаем эвольвенты, выполняется основной закон зацепления, чем обеспечивается постоянство передаточного отношения.